Funzioni subarmoniche definizioni
Ciao, sto studiando il metodo di Perron per risolvere il problema di Dirichlet per il laplaciano e mi sono imbattuto nelle definizioni più generali di funzioni subarmoniche, che però non sono uniche.
Ne ho trovate diverse ma non capisco se siano equivalenti:
(A) u continua è subarmonica in un aperto $\Omega$ se per ogni palla chiusa $\overline{B} \subset \Omega$ e h armonica nella palla si ha l'implicazione \[u \leq h \text{
in } \partial B \implies u \leq h \text{ in } B\]
(B) " " se per ogni aperto $Omega'$ con chiusura contenuta in $\Omega$ e ogni funzione armonica h in questo aperto accade che \[\max_{\partial \Omega'}(u-h)=\max_{\overline{\Omega'}}(u-h)\]
Non capisco se siano equivalenti, cioè mi sembra chiaro che (B) implichi (A), essendo $u-h \leq 0$ sulla frontiera quindi il massimo è non positivo anche sulla chiusura e perciò $u-h \leq 0$ su tutta la palla, ma il viceversa?
E come si lega tutto ciò alla definizione che si dà nel caso $C^2$, cioè $\Delta u \geq 0$?
Ne ho trovate diverse ma non capisco se siano equivalenti:
(A) u continua è subarmonica in un aperto $\Omega$ se per ogni palla chiusa $\overline{B} \subset \Omega$ e h armonica nella palla si ha l'implicazione \[u \leq h \text{
in } \partial B \implies u \leq h \text{ in } B\]
(B) " " se per ogni aperto $Omega'$ con chiusura contenuta in $\Omega$ e ogni funzione armonica h in questo aperto accade che \[\max_{\partial \Omega'}(u-h)=\max_{\overline{\Omega'}}(u-h)\]
Non capisco se siano equivalenti, cioè mi sembra chiaro che (B) implichi (A), essendo $u-h \leq 0$ sulla frontiera quindi il massimo è non positivo anche sulla chiusura e perciò $u-h \leq 0$ su tutta la palla, ma il viceversa?
E come si lega tutto ciò alla definizione che si dà nel caso $C^2$, cioè $\Delta u \geq 0$?
Risposte
Quella che conoscevo io è la (a). Nel caso regolare tutte queste cose si riducono al teorema delle medie sferiche, le funzioni armoniche lo verificano con una identità, quelle subarmoniche con un \(\le\) e quelle superarmoniche con un \(\ge\) (non so se mi spiego, non mi sono sforzato molto, devo ammetterlo).
Infatti alla fine ho optato per la (a) che era una su una fonte più autorevole (Gilbarg-Trudinger) e ho verificato l'equivalenza con la formula di sottomedia che dicevi tu. Credo che poi questo basti anche a fare vedere che nel caso C^2 coincide con $\Delta>0$, perché le formule di media mi pare caratterizzino le funzioni C^2 (sub/super)armoniche, stando all'Evans.
La (b) invece mi pare superflua, implica sì la (a) ma la dimostrazione che segue la dispensa da cui viene, dimostra che i sollevamenti armonici sono subarmonici ma lo fa basandosi sulla (a), quindi non ha molto senso..
La (b) invece mi pare superflua, implica sì la (a) ma la dimostrazione che segue la dispensa da cui viene, dimostra che i sollevamenti armonici sono subarmonici ma lo fa basandosi sulla (a), quindi non ha molto senso..